JP2023516106A

JP2023516106A - 挟持ツール

Info

Publication number: JP2023516106A
Application number: JP2022534208A
Authority: JP
Inventors: 冰梁; 西陵孟; ▲テイ▼ 李; 偉周; 敬偉黄
Original assignee: Shanghai Jingzhi Industry Co Ltd
Current assignee: Shanghai Jingzhi Industry Co Ltd
Priority date: 2020-03-30
Filing date: 2021-03-23
Publication date: 2023-04-18
Anticipated expiration: 2041-03-23
Also published as: CN111206145B; CN111206145A; WO2021197120A1; JP7353014B2

Abstract

本発明は、挟持ツールを開示し、挟持装置の技術分野に属する。当該挟持ツールは、取付部と、前記取付部に固定的に取り付けられている第１の挟持部と、前記取付部に取り付けられ、且つ前記第１の挟持部に対する距離が調整可能な第２の挟持部と、を含み、前記第１の挟持部および第２の挟持部は、前記挟持ツールにワークを挟持するために使用される。本開示に提供する挟持ツールは、第２の挟持部の第１の挟持部に対する距離を調整可能に設定することにより、誘導焼入れ加工時のワーク変形量に適応し、誘導焼入れ時の加工品質を向上させ、加工過程におけるワークに対する挟持の安定性を向上させる。【選択図】図１

Description

本願は、２０２０年３月３０日に中国特許庁に出願され、出願番号ＣＮ２０２０１０２３５３１１．１の中国特許出願の優先権を主張し、その内容全体は参照により本願に組み込まれるものとする。

本開示は、挟持装置の技術分野に関し、例えば挟持ツールに関する。

誘導焼入れ（induction quenching）は、電磁誘導の原理を利用してワーク内に渦電流を発生させてワークを加熱する加工プロセスである。

誘導焼入れプロセスにおいて、一般的に誘導コイルを採用してワークを通過してワークを加熱し、誘導コイルが通過したワークの局部領域は８００℃を超えるまで加熱され、加熱後のワークは膨張変形を発生し、ワークが冷却された後にワークが元の状態に戻る。

ワークに対して誘導焼入れを行う場合、一般的に挟持ツールでワークを挟持する。挟持ツールに少なくとも２つの挟持部が設けられ、２つの挟持部はそれぞれワーク上の２つの挟持点にクランプされる。しかし、ワークが熱膨張した後にその軸方向サイズが長くなるが、２つの挟持部の相対距離が変化せず、ワークが誘導焼入れ過程における熱膨張変形量に適応できず、焼入れ効果に影響を与える。

そのため、上記の問題を解決するための挟持ツールが必要とする。

本開示の目的は、ワークが誘導焼入れ時にワークの熱膨張による変形量に適応するために、挟持ツールを提供することである。

上記構想により、本開示に採用する技術的解決手段は以下のとおりである。
挟持ツールであって、
取付部と、
前記取付部に固定的に取り付けられている第１の挟持部と、
前記取付部に取り付けられ、且つ前記第１の挟持部に対する距離が調整可能な第２の挟持部と、を含み、
前記第１の挟持部および第２の挟持部は、前記挟持ツールにワークを挟持するために使用される、挟持ツール。

本開示の実施例に提供された挟持ツールの使用時の構造模式図である。本開示の実施例に提供された挟持ツールがワークを挟持する際の模式図である。本開示の実施例に提供された挟持ツールの構造模式図である。図３の第２の挟持部を隠蔽した構造模式図である。本開示の実施例に提供された浮動部に取り付けた第２の挟持部の模式図である。本開示の実施例に提供された挟持ツールの一部の構造模式図である。本開示の実施例に提供された浮動部の構造模式図である。

図面において、
１、取付部；１１、ガイドロッド；１２、制限板；１３、第２の制限ブロック；１３１、第２の当接ブロック；
２、第１の挟持部；
３、浮動部；３１、第１の制限ブロック；３１１、第１の当接ブロック；３１１１、第１の逃げ溝；３１２、接続ブロック；３２、穿設部；３２１、ガイド孔；３３、第１の制限ブロック取付部；
４、ワーク；
５、ゼロ復帰機構；５１、タイロッド；５１１、第１の当接フランジ；５１２、第２の当接フランジ；
６、第２の挟持部；
７、マニピュレータ。

誘導コイルを使用してワークを焼入れする時、ワークが誘導焼入れ時の熱膨張変形量に適応するために、本実施例は挟持ツールを提供する。

具体的には、図１と図２を参照するように、本実施例に提供された挟持ツールは、取付部１と、第１の挟持部２と、第２の挟持部６とを含み、第１の挟持部２および第２の挟持部６は、挟持ツールにワーク４を挟持するために使用される。具体的には、第１の挟持部２は取付部１に固定的に取り付けられ、第２の挟持部６は取付部１に取り付けられ、且つ誘導焼入れの時にワーク４の熱膨張変形量に適応するために、第２の挟持部６の第１の挟持部２に対する距離が調整可能である。

挟持ツールが部品取り、焼入れ、部品放出等の工程における移動を実現しやすくするために、本実施例では、挟持ツールはさらにマニピュレータ７を含み、取付部１はマニピュレータ７の端部に固定的に取り付けられ、マニピュレータ７の移動により取付部１を移動するように駆動し、部品取り、焼入れ及び部品放出等の工程を実現する。

本開示の一実施例において、第１の挟持部２と第２の挟持部６はいずれもエアクランプノズルである。エアクランプノズルは非常に成熟した関連技術であり、ここで説明を省略する。それがワーク４を把持する必要がある場合、エアクランプノズルの２つの挟持指が開いてワーク４を把持することができ、構造を把持した後に２つの挟持指が閉じてワーク４をクランプすることができる。

ワーク４を把持する時、マニピュレータ７の移動により取付部１をワーク取り出し位置に移動させ、且つ第１の挟持部２と第２の挟持部６のクランプノズルを開いてワーク４を把持し、続いてマニピュレータ７は取付部１を駆動して加工位置に移動させ、誘導コイル（図示せず）によりワーク４に対して誘導焼入れを行う。

誘導コイルはワーク４を焼入れする時、挟持ツールはワーク４を挟持しており、マニピュレータ７はワーク４を誘導コイルの中心位置に等速で通過させるように移動し、第１の挟持部２または第２の挟持部６は誘導コイルの位置に進行すると、その対応する挟持指が開かれ、誘導コイルを回避する。

本開示の一つの実施例において、第１の挟持部２と第２の挟持部６のうちの一つの挟持指が開いた後、ワーク４は一つの挟持点のみが残り、ワーク４に対する挟持が不安定になることを回避するために、本実施例では、取付部２に少なくとも２つの第１の挟持部２が設けられる。

誘導焼入れの過程中、誘導コイルは、ワーク４を加熱してワーク４を膨張変形させることにより、ワーク４のサイズを自身の延在方向に大きくし、ワーク４の温度が冷却されると、ワーク４のサイズは初期状態に復帰する。本実施例において、第２の挟持部６の第１の挟持部２に対する距離が調整可能であり、熱膨張によりワーク４のサイズが大きくなると、ワーク４の熱膨張変形量に適応するために、第２の挟持部６の第１の挟持部２に対する距離が大きくなり、ワーク４の温度が冷却されると、第２の挟持部６の第１の挟持部２に対する距離が小さくなり、ワーク４の変形に適応し、且つワーク４に安定したサポートを提供する。

図３を参照するように、ワーク４の変形は、時間とともに直線的かつ連続的に変化する過程であり、その変化幅が小さいので、第２の挟持部６の第１の挟持部２に対する距離の調整をワーク４の変形に適合させるために、本実施例では、挟持ツールは浮動部３も含み、第２の挟持部６が浮動部３に固定的に取り付けられ、浮動部３が取付部１に取り付けられ、且つ第２の挟持部６の第１の挟持部２に対する距離調整のために、浮動部３が取付部１に対して浮動できるようにする。具体的には、本実施例では、浮動部３の浮動方向は、第１の挟持部２と第２の挟持部６とを結ぶ方向と一致している。

浮動部３の設置により、第２の挟持部６の第１の挟持部２に対する距離は、第２の挟持部６の浮動により調整を実現し、さらに第２の挟持部６の第１の挟持部２に対する距離はワーク４の変形に伴って微調整することができ、挟持ツールはワーク４に安定したサポートを提供すると同時に、ワーク４の焼入れ加工過程における変形量に自己適応することができ、誘導焼入れの加工品質を向上させる。

図４と図５を参照するように、浮動過程に浮動部３が浮動方向にずれることなく、常にワーク４に安定したサポートを提供するために、取付部１にはガイドロッド１１が設けられ、浮動部３がガイドロッド１１に穿設され、且つガイドロッド１１に沿って往復浮動できる。

同時に、浮動部３に対して浮動限界位置を制限するために、浮動部３がワーク４の変形に伴って浮動する時に慣性による過剰に浮動することを防止し、ワーク４に対する挟持の安定性に影響を与え、本実施例では、ガイドロッド１１は取付部１の端面から延び、浮動部３の一端は取付部１の端面に当接するまで浮動することができ、即ち取付部１の端面は浮動部３の第１の限界位置であると同時に、ガイドロッド１１の端部、即ちガイドロッド１１の取付部１から離れた端面の一端に制限板１２が設けられ、浮動部３の他端は制限板１２に当接するまで浮動することができ、即ちガイドロッド１１の端部の制限板１２は浮動部３の第２の限界位置である。浮動部３は、ガイドロッド１１に沿って第１の限界位置と第２の限界位置との間で浮動可能であり、浮動部３が第２の限界位置に向かって浮動すると、第２の挟持部６の第１の挟持部２に対する距離が大きくなり、浮動部３が第１の限界位置に向けて浮動すると、第２の挟持部６の第１の挟持部２に対する距離が小さくなる。

本開示の一つの実施例において、ガイドロッド１１は、ガイド過程中の安定性を向上させるために、少なくとも２本設けられている。それに応じて、浮動部３には複数のガイドロッド１１に１対１で対応するガイド孔３２１が設けられ、ガイドロッド１１はそれに対応するガイド孔３２１内に穿設される。

本開示の一つの実施例において、取付部１に第１の挟持部２と第２の挟持部６の接続方向と平行するガイドレールが設けられ、ガイドレールにガイドレールに沿って往復摺動可能なスライダが設けられ、浮動部３がスライダに固定的に取り付けられ、ガイドレールスライダ機構によって浮動部３の浮動を実現し、浮動部３の浮動をガイドする。浮動部３を制限するために、同時にガイドレールにそれぞれ第１の限界位置と第２の限界位置に対応する制限部が設けられる。ガイドレールスライダ機構は摺動過程における摩擦力が小さく、スライダは小さな作用力だけでガイドレールに対して摺動することができるため、浮動部３の感度が比較的高く、ワーク４の変形によりよく適応する。

図６を参照するように、本実施例において、挟持ツールが毎回ワーク４を掴む時に掴み位置の一致性を保証するために、挟持ツールは取付部１に設けられるゼロ復帰機構５をさらに含み、ゼロ復帰機構５は、浮動部３が取付部１上の位置を変化できないように、浮動部３を取付部１に固定することができ、それにより第２の挟持部６が毎回ワーク４を掴む時の掴み位置の一致性を保証する。

具体的には、ゼロ復帰機構５はタイロッド５１を含み、タイロッド５１は、取付部１に当接して浮動部３を浮動できないように、または浮動部３から離脱して浮動部３を浮動可能となるように、浮動部３を選択的に引っ張ることができる。

本開示の一つの実施例において、タイロッド５１は取付部１に対して伸縮することができ、タイロッド５１の端部に第１の当接フランジ５１１が設けられ、第１の当接フランジ５１１は、タイロッド５１が後退すると、第１の当接フランジ５１１が浮動部３を取付部１に当接するまで引っ張って浮動部３を浮動できなく、タイロッド５１が伸び出すと、第１の当接フランジ５１１が浮動部３から離脱し、浮動部３を浮動可能となるように配置される。

図６と図７を参照するように、浮動部３に第１の当接フランジ５１１と係合する第１の制限ブロック３１が固設され、第１の当接フランジ５１１は、浮動部３を取付部１に当接させ、または第１の制限ブロック３１から離脱させて浮動部３を浮動させることができるように、第１の制限ブロック３１を選択的に引っ張ることができてる。

具体的には、浮動部３は、垂直に設けられた穿設部３２と、第１の制限ブロック取付部３３とを備えた「Ｌ」型の一体成形構造であり、ガイド孔３２１は、穿設部３２に設けられ、穿設部３２の一方側が取付部１の端面に当接することができ、他方側が制限板１２に当接することができる。

第１の制限ブロック３１は、「Ｌ」型を呈し、垂直に接続された第１の当接ブロック３１１及び接続ブロック３１２を含み、接続ブロック３１２は第１の制限ブロック取付部３３に垂直に設けられ、第１の当接ブロック３１１は接続ブロック３１２の第１の制限ブロック取付部３３から離れた一端から接続ブロック３１２に垂直に延び、第１の当接ブロック３１１に第１の逃げ溝３１１１が設けられ、タイロッド５１は第１の逃げ溝３１１１を通過し、このとき第１の当接フランジ５１１は第１の当接ブロック３１１と第１の制限ブロック取付部３３との間に位置し、第１の当接フランジ５１１は選択的に第１の当接ブロック３１１にしっかりと当接し、または第１の当接ブロック３１１から離脱することができる。

第１の当接フランジ５１１が第１の当接ブロック３１１にしっかりと当接すると、第１の当接フランジ５１１は、タイロッド５１の後退に伴って第１の当接ブロック３１１を引っ張ることができ、浮動部３を第１の限界位置まで移動させて、且つ穿設部３２を取付部１の端面に当接させるため、浮動部３の浮動を防止する。タイロッド５１が伸び出すと、第１の当接フランジ５１１は第１の当接ブロック３１１から離脱し、この時、第１の当接フランジ５１１は第１の当接ブロック３１１との間が一定の距離を有し、第１の制限ブロック取付部３３との間も一定の距離を有し、即ち第１の当接フランジ５１１と浮動部３との間は接触せず、ワーク４の変形に適応するように、浮動部３はガイドロッド１１に沿って往復浮動できる。

本開示の一つの実施例において、図６を参照するように、タイロッド５１が過剰に伸び出して第１の当接フランジ５１１が第１の制限ブロック取付部３３に当接するによって、浮動部３が一方向にのみ浮動できることを防止するために、本実施例では、取付部１に第２の制限ブロック１３が設けられ、タイロッド５１に第１の当接フランジ５１１と間隔で設けられた第２の当接フランジ５１２が設けられ、タイロッド５１は第２の当接フランジ５１２が第２の制限ブロック１３に当接するまで伸び出すことができるため、第１の当接フランジ５１１を浮動部３から離脱させ、さらに浮動部３を往復浮動させることができる。

第２の当接フランジ５１２が第２の制限ブロック１３に効果的に当接させるために、本実施例では、第２の制限ブロック１３に２つの第２の当接ブロック１３１が間隔で設けられ、２つの第２の当接ブロック１３１の間にタイロッド５１が通過する回避空間が形成され、第２の当接フランジ５１２が第２の制限ブロック１３に当接すると、第２の当接フランジ５１２も同時に２つの第２の当接ブロック１３１に当接する。

本開示の一つの実施例において、ゼロ復帰機構５はエアシリンダであり、タイロッド５１はエアシリンダの出力ロッドである。

本実施例に提供された挟持ツールの使用方法は、下記のとおりである。

（１）ワーク４を把持する前に、ゼロ復帰機構５のタイロッド５１がゼロ復帰状態にあることを確保する。ゼロ復帰状態は、タイロッド５１が後退状態にあり、第１の当接フランジ５１１が第１の当接ブロック３１１に当接し且つ第１の当接ブロック３１１を引っ張って浮動部３を取付部１の端面に当接させ、それにより第１の挟持部２と第２の挟持部６との間の距離を固定させ、続いてマニピュレータ７は取付部１を駆動してワーク４を掴むように移動し、この時は、第２の当接フランジ５１２は、第２の制限ブロック１３と接触していない状態である。

（２）ゼロ復帰機構５を解放状態になるように調整する。解放状態は、タイロッド５１は伸び出した状態にあり、第２の当接フランジ５１２は第２の制限ブロック１３に当接し、第１の当接フランジ５１１は第１の当接ブロック３１１から離脱し、且つ第１の当接フランジ５１１と第１の当接ブロック３１１及び第１の制限ブロック取付部３３のいずれかとの間にも距離を有し、それにより浮動部３はガイドロッド１１に沿って往復浮動でき、焼入れ時のワーク４の変形に適応する状態である。

（３）マニピュレータ７が移動してワーク４を駆動して誘導コイル部８１を通過させ、ワーク４に対して誘導焼入れを行う。ワーク４が熱膨張量を有すると、浮動部３は、第２の挟持部６を第１の挟持部２から離れるように、制限板１２に近づく方向に浮動し、ワーク４が徐々に冷却すると、浮動部３は、ワーク４の変形量に適応するように、取付部１の端部に浮動する。

Claims

挟持ツールであって、
取付部（１）と、
前記取付部（１）に固定的に取り付けられている第１の挟持部（２）と、
前記取付部（１）に取り付けられ、且つ前記第１の挟持部（２）に対する距離が調整可能な第２の挟持部（６）と、を含み、
前記第１の挟持部（２）および前記第２の挟持部（６）は、前記挟持ツールにワーク（４）を挟持するために使用される、挟持ツール。
前記挟持ツールは、浮動部（３）をさらに含み、前記第２の挟持部（６）は、前記浮動部（３）に固定的に取り付けられ、前記浮動部（３）は、前記取付部（１）に取り付けられ、且つ前記第２の挟持部（６）の前記第１の挟持部（２）に対する距離を調整するために、前記取付部（１）に対して浮動できる、請求項１に記載の挟持ツール。
前記挟持ツールは、ゼロ復帰機構（５）をさらに含み、前記ゼロ復帰機構（５）は、前記取付部（１）に取り付けられ、前記ゼロ復帰機構（５）は、前記浮動部（３）を前記取付部（１）に固定することができる、請求項２に記載の挟持ツール。
前記ゼロ復帰機構（５）はタイロッド（５１）を含み、前記タイロッド（５１）は、前記取付部（１）に当接して浮動部（３）を浮動できないように、または前記浮動部（３）から離脱して浮動部（３）を浮動可能となるように、浮動部（３）を選択的に引っ張ることができる、請求項３に記載の挟持ツール。
前記タイロッド（５１）は伸縮することができ、前記タイロッド（５１）の端部に第１の当接フランジ（５１１）が設けられ、前記第１の当接フランジ（５１１）は、前記タイロッド（５１）が後退すると、前記第１の当接フランジ（５１１）が前記浮動部（３）を前記取付部（１）に当接するまで引っ張って前記浮動部（３）を浮動できなくなり、前記タイロッド（５１）が伸び出すと、前記第１の当接フランジ（５１１）が前記浮動部（３）から離脱し、前記浮動部（３）を浮動可能となるように配置される、請求項４に記載の挟持ツール。
前記浮動部（３）に前記第１の当接フランジ（５１１）と係合する第１の制限ブロック（３１）が固設され、前記第１の当接フランジ（５１１）は、前記浮動部（３）を前記取付部（１）に当接させ、または前記第１の制限ブロック（３１）から離脱させて前記浮動部（３）を浮動させるように、前記第１の制限ブロック（３１）を選択的に引っ張ることができる、請求項５に記載の挟持ツール。
前記第１の制限ブロックは、第１の当接ブロック（３１１）を含み、前記第１の当接ブロック（３１１）に第１の逃げ溝（３１１１）が設けられ、前記タイロッド（５１）は前記第１の逃げ溝（３１１１）を通過し、前記第１の当接フランジ（５１１）は選択的に前記第１の当接ブロック（３１１）にしっかりと当接し、または前記第１の当接ブロック（３１１）から離脱することができる、請求項６に記載の挟持ツール。
前記取付部（１）に第２の制限ブロック（１３）が設けられ、前記タイロッド（５１）に前記第１の当接フランジ（５１１）と間隔で設けられた第２の当接フランジ（５１２）が設けられ、前記タイロッド（５１）は前記第２の当接フランジ（５１２）が前記第２の制限ブロック（１３）に当接するまで伸び出すことができることにより、前記第１の当接フランジ（５１１）を前記浮動部（３）から離脱させる、請求項５に記載の挟持ツール。
前記取付部（１）にはガイドロッド（１１）が設けられ、前記浮動部（３）が前記ガイドロッド（１１）に穿設され、且つ前記ガイドロッド（１１）に沿って往復浮動できる、請求項２～８のいずれ１項に記載の挟持ツール。
前記ガイドロッド（１１）は前記取付部（１）の端面から延び、前記ガイドロッド（１１）の端部に制限板（１２）が設けられる、請求項９に記載の挟持ツール。